תיקון שגיאות מיקום במערכת תנועה ליניארית

תיקון שגיאות מיקום במערכת תנועה ליניארית

התקדמות טכנולוגיית הסרוו פירושה שלקוחות מצפים שמכונות בקרת הסרוו שלהם יפעלו עם ביצועים גבוהים יותר ויותר. מדד ביצועים אחד הוא דיוק המיקום של המכונה. דיוק מכונה טוב יותר יכול להבטיח שהחלקים והמוצרים המיוצרים יהיו באיכות גבוהה יותר. לכן, פיתוח מיסבים מאמינה שמיקום מדויק הוא דרישת המפתח בעת בחירה או פיתוח של מערכת סרוו.

גורמים המשפיעים על הדיוק

במהלך הפעולה, הדיוק של המערכת עשוי להיות מושפע ממספר תנאים או גורמים, וכתוצאה מכך ביצועים לא מקובלים.

מקודד: במהלך תהליך הייצור של ציוד כזה, פגמי הביצועים המכניים, האלקטרוניים או האופטיים המוכנסים למקודד עלולים להוביל לשגיאת מיקום. תנאי הסביבה ורעש אלקטרוני עשויים גם הם להשפיע על איכות אות המקודד.

עומס: כיפוף של רכיבים במערכת המכנית עלול לגרום לשגיאת מיקום.

אורתוגונליות: זה ישים למימוש מיקום מדויק באמצעות שולחן עבודה XY. המהלכים של ציר X וציר Y חייבים להיות בזוויות ישרות זה לזה (אורתוגונלי). אם שתי שורות המהלכים אינן אורתוגונליות, מהלך ציר Y ייצור שגיאת מיקום בכיוון X, ולהיפך.

הגבהה: התגובה היא פונקציה של המרווח בין השיניים המתערבבות בתמסורת. נגיעה רגילה מאפשרת לגלגלי השיניים להתערב מבלי להיתקע יחד כדי לספק מרחב סיכה. לדוגמה, כאשר אום הבורג המוביל מסתובב לעתים קרובות בכיוון ההפוך, עלול להיווצר נגיעה מוגזמת, וכתוצאה מכך שגיאת מיקום.

היסטרזיס: שגיאת היסטרזה מתייחסת להבדל בין המיקום בפועל למיקום הפקודה שנגרם על ידי התגובה הבלתי עקבית של המערכת לאותות הכניסה המוגברים והקטנים.

שיטת תיקון שגיאות

כדי ליישם את השיטה היעילה ביותר לתיקון שגיאת המיקום, קבע תחילה אם השגיאה ניתנת לשחזור. כאשר הסטייה של מיקום המטרה ניתנת למדידה וניתנת לחזרה, ניתן להשתמש בכמה פונקציות או אלגוריתמים בכונן הסרוו כדי להשיג ולשמור על הדיוק הדרוש. כאשר שגיאת המיקום היא אקראית ולא סדירה, ניתן להשיג את התיקון הטוב ביותר על ידי ציוד חיצוני. לאחר מכן, קח את מנהל ההתקן של cdhd2 סרוו כדוגמה.

חזרה על שגיאות

חזרתיות מתייחסת ליכולת של מערכת התנועה לחזור למצב מסוים שוב ושוב. דיוק מתייחס לערך טווח המדידה כאשר המערכת חוזרת למיקום מסוים. דיוק מתייחס לקרבה של המערכת למדידה או למיקום אמיתי.

באופן כללי, ניתן לקבוע את יכולת החזרה של שגיאת מיקום על ידי הזזה ומדידה של המיקום המוגדר. תהליך זה יכול להשתמש בהתקני משוב דיוק חיצוניים, כגון אינטרפרומטרי לייזר.

נניח שבקר התנועה מורה לשלב ליניארי לעבור למיקום מסוים. לאחר השלמת התנועה, הציוד ימדוד את המיקום בפועל של הבמה. חזור על מחזור מדידת תנועת הפקודה עד שתוכל לקבוע אם מתרחשות שגיאות מיקום ואם כן, האם הן תמיד שוות. שגיאת המיקום יכולה להשתנות עם תהליך הנסיעה. לכן, יש צורך לבדוק את יכולת החזרה של סדרה של נקודות במערכת התנועה הלינארית.

כאשר מדובר בשגיאות חוזרות, התרחשותן ניתנת לחיזוי, וקושחת מנהל ההתקן של הסרוו יכולה לספק את התיקון הדרוש תוך השגה ושמירה על דיוק ללא התקני משוב עזר או חיצוניים.

פיצוי הרמוני

אם יש צורך לשקול אם יש לפצות את לולאת בקרת הסרוו עבור הרמוניות, ההפרעה במחזור המנוע צריכה להיות במצב קבוע. זה מראה שיש שגיאה הרמונית במערכת. לדוגמה, מומנט ההנעה של המנוע נגרם על ידי המבנה המכני של המנוע. מומנט שיניים מתרחש בדרך כלל במנוע ליניארי ליבת ברזל, כך שניתן לתקן אותו על ידי פיצוי הרמוני.

דרייבר הסרוו cdhd2 מכיל אלגוריתם פיצוי הרמוני לתיקון הפרעות מומנט ומשוב, שעלולות להיגרם על ידי פגמים מכניים במנוע ו/או פגמים במשוב. אלגוריתם התיקון ההרמוני יכול להתמודד עם ההפרעה עם מצב שניתן לחזור עליו בגובה המנוע במנוע ליניארי או במהירות מכנית במנוע מסתובב.

לפני יישום האלגוריתם, חשוב גם לזהות נכון את מקור ההפרעה ולהשתמש בסוג הפיצוי ההרמוני הנכון. אם מערכת מאמצת משוב פותר ושני מצבי הפרעה מזוהים בכל מחזור, סביר להניח שהיא תזדקק לפיצוי הרמוני מבוסס משוב.

תיקון שגיאה במיפוי

לא ניתן לתקן כמה שגיאות מיקום שניתנות לחזרה על ידי ניתוח ביטויים. מערכת התנועה עלולה לאבד את הדיוק ויש צורך לפצות רק על כמה נקודות לאורך המהלך. עבור שגיאות כאלה, ניתן להשתמש בהתקן מדידה חיצוני כדי ליצור טבלת מיפוי שגיאות, אשר לאחר מכן יכול לשמש את הנהג כדי לפצות על שגיאות בנקודות ספציפיות.

לדוגמה, ניתן למדוד את מיקום העומס על הציר הליניארי על ידי אינטרפרומטר לייזר. לשם הפשטות, אנו מניחים שמרחק הנסיעה של הפיר הוא מטר אחד. תוכנת הכונן שולחת פקודה להזיז את המנוע במרווח של 100 מ"מ כדי לגרום למנוע לנוע בתוך 10 מצבים. כאשר המנוע מזיז את העומס, האינטרפרומטר ימדוד את המרחק שעבר העומס, וכל נקודה תשווה את ערך המרחק עם מיקום מקודד המנוע. ההבדל בין שני הערכים הוא טעות המיקום.

ברגע שנוצרת מפת שגיאה, המפה תישמר בזיכרון הבלתי נדיף של הכונן, וניתן להפעיל פיצוי שגיאות בכונןe.

הכנס אלגוריתם בין הנקודות. בדוגמה זו, על מנת להזיז את הבמה למיקום 275 מ"מ מהמקור, הבקר לוקח את שתי נקודות הנתונים הקרובות ביותר מטבלת המבט-(200 ו-300 מ"מ) ומחשב את ערך התיקון ב-275 מ"מ.

היתרון של שיטת תיקון שגיאות המיקום שניתן לבצע על ידי מנהל השרת cdhd2 הוא שהנהג יכול לאחזר את ערך התיקון בזמן אמת בהתאם למיקום בפועל ולהחיל את התיקון בזמן אמת. לאחר יישום התיקון, ניתן להתעלם מהשגיאה ולא נדרש התקן משוב מיקום נוסף.

בקרת לולאה כפולה

על מנת לפצות על שגיאות אקראיות ובלתי חוזרות, מערכת תנועה ליניארית זקוקה לשיטה לאיתור ולהזהיר את הנהג מפני שגיאות במהלך הפעולה. שיטה יעילה וזולה יחסית להתגבר על שגיאות שאינן חוזרות על עצמן היא התקנת מקודד שני על עומס במערכת התנועה. מקודד שני זה יכול לספק משוב מדויק בזמן אמת כדי לפצות על הסטייה של מערכת התנועה.

לקושחה במנהל ההתקן של סרוו cdhd2 יש לולאת בקרת משוב כפולה. ביישומי לולאה כפולה, משוב מנוע משמש ללולאת בקרת מהירות ומיישר, בעוד שמשוב משני משמש ללולאת מיקום.

מנהל ההתקן Cdhd2 תומך בהתקני משוב משניים שונים, כגון מקודד אינקרמנטלי ומקודד טורי, כמו גם התקני משוב אנלוגי למיקום.

תצורת הלולאה הכפולה צריכה להתאים את הפרופורציה של המשוב המשני למשוב המנוע ושיטת ההגדרה הספציפית.

This dual feedback control loop has been implemented in a series of GE Medical PET / CT scanners for clinical imaging, in which the patient's pedestal bracket shaft is mechanically driven by a ball screw.

כדי לנטרל את השפעת ההשפעה הנגדית במערכת סורק Ge, ניתן לחבר שני מקודדים לפיר. מקודד משוב המיקום מותקן על המנוע, בעוד שמקודד המשוב המשני עוקב אחר העומס. פתרון בקרת לולאה כפולה משפר את יציבות הפעולה ודיוק המיקום של מערכת ההדמיה. יש לו גם את פונקציית הבטיחות של זיהוי ניתוק עומס או התנגשות.

תערוכת Bearing למדה שלכל יישום של ציוד תנועה ליניארי יש אתגרים ופתרונות ייחודיים. הרבגוניות של כונני cdhd2 מאפשרת ללקוחות ליישם כמה שיטות לתיקון שגיאות– כגון בקרת לולאה כפולה, פיצוי הרמוני או מיפוי שגיאות כדי להשיג את הדיוק והביצועים הגבוהים ביותר של המכונה.